面向GIS的地下管線探測方法研究

江偉+李丹飛+吳佳華

摘要：本文將分析地下管線目前存在的問題及出現(xiàn)問題的原因，并結(jié)合GIS來分析地下管線的內(nèi)容和要求，以及分析GIS的地下管線的探測方法，這對(duì)今后的GIS的地下管線探測方法的研究具有巨大的指導(dǎo)意義和借鑒作用。

關(guān)鍵詞： GIS測試方法；地下管線；探測方法；研究方法

1、地下管線目前存在的問題

地下管線屬于一項(xiàng)地下隱蔽工程管理，地下管線之間都相互交織，有著千絲萬縷的聯(lián)系，有的橫豎相交，有的立面交叉，工程量相當(dāng)大，同時(shí)關(guān)系也都相當(dāng)復(fù)雜，在我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中越來越注重地下管線的探測的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確度，其中探測包括地下管線的三維坐標(biāo)、管徑、材質(zhì)以及管線的附屬基礎(chǔ)設(shè)施等等。但是其中存在一個(gè)非常棘手的問題，就是由于城市底線管線資料都有一定的多樣性和離散性等特點(diǎn)，這就在建設(shè)城市的地下管線時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些資源很難找的難題，而且管理地下管線的部門都比較分散，因此會(huì)造成一些部門的職責(zé)相對(duì)較分散，相互推卸責(zé)任，而且由此造成的問題便是由于地下管線資料的復(fù)雜性，各個(gè)部門的資料都不太一致，造成信息分享上的誤差，甚至?xí)霈F(xiàn)相互矛盾，地下管線建設(shè)相對(duì)來說，比較難以統(tǒng)一。

地下管線作為城市發(fā)展中的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，是城市基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成部分，在城市的規(guī)劃和管理中處于非常重要的位置，在將GIS應(yīng)用到地下管線的探測中已經(jīng)產(chǎn)生了非常顯著的影響和良好的效果，我國現(xiàn)在有很多城市都已經(jīng)建立了專業(yè)的地下管線建設(shè)和管理機(jī)構(gòu)，在這一系統(tǒng)管理中，管線建設(shè)還是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。而許多城市在做完地下管線的普查工作后，并沒有將GIS技術(shù)直接應(yīng)用到地下管線的建設(shè)和維護(hù)上來，沒有從GIS直接獲得已有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，而這樣并不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)非常準(zhǔn)確地對(duì)比和分析，并不能對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)有效地處理，這就給城市地下管線建設(shè)的施工人員造成極大的不便和難題。

2、GIS的地下管線的探測方法及工作流程

該GIS技術(shù)將對(duì)照巡查、管線調(diào)查、管線探測、管線測量等方法應(yīng)用到繪圖等技術(shù)和作業(yè)手段，查清或基本查清RD4000探測儀。該技術(shù)為目前國際上較先進(jìn)的地下管線，這其中包括以下步驟：①平面位置、埋深、走向進(jìn)的物探設(shè)備，具有優(yōu)異的平面位置和埋設(shè)等；②實(shí)測各檢查井、檢修井、表井、雨水深探測功能，其主要的技術(shù)指標(biāo)為：井、污水井、暗井、入水口（水箅子）等深度；定位精度：±0.05H（H為埋深）CM；③用途、材料、規(guī)格、管徑及產(chǎn)權(quán)單位、建筑深度測量精度：±0.05H（H為埋深）CM等；④測量各類井、點(diǎn)的平面坐標(biāo)和地間接法探測的埋深探測精度優(yōu)于直接面高程；⑤分門別類統(tǒng)計(jì)管線長度；⑥繪制法探測管線工作草圖；⑦按照規(guī)定格式實(shí)地標(biāo)注儀器性能完全可以滿足方案規(guī)定的探點(diǎn)號(hào)等；⑧綜合管線圖編制；⑨管線成果表測要求；⑩管線成果文件生成等。

3、地下管線的探測方法

地下管線探測是一項(xiàng)復(fù)雜、繁瑣的多專業(yè)、多工序工作，且要求各專業(yè)、各工序緊密協(xié)作，環(huán)環(huán)相扣，既要遵循行業(yè)規(guī)范、規(guī)定的要求，又要不斷摸索，大膽創(chuàng)新，采用多種手段及綜合方法進(jìn)行確定、驗(yàn)證。

1、實(shí)地調(diào)查。調(diào)查方法是將窨井蓋打開，在原有管線資料的基礎(chǔ)上，對(duì)明顯管線點(diǎn)及其附屬設(shè)施（包括接線箱、電信人孔、電信手孔、儀表井、檢修井、閥門、消火栓等）做詳細(xì)的調(diào)查、量測和記錄；查清各類被調(diào)查管線的類型、管徑、材質(zhì)、埋深、走向及管線的連接關(guān)系。對(duì)于裸露管埋深量測管頂至地面的距離（取負(fù)值），其中消火栓、電話亭、接線箱、配電箱、出入地、上桿埋深取為“0”值。野外實(shí)地探測，這種方法是通過已有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)去對(duì)探測區(qū)進(jìn)行非常充分的探測，這種探測方法的好處就是最大限度地將探測范圍鎖定，并遵循從已知到未知，從簡單到復(fù)雜的原則，這種探測方法包括埋深、管徑和規(guī)格的量測，地下管線點(diǎn)的標(biāo)定，外業(yè)工作圖的編繪，有根據(jù)地段地形的需要對(duì)探測區(qū)進(jìn)行探測，可以靈活運(yùn)用。

2、儀器探查。在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的地球物理?xiàng)l件，采用不同手段或儀器頻率進(jìn)行了地下管線的探查。

⑴ 電信、電力管線隱蔽點(diǎn)的探查。電信、電力管線隱蔽點(diǎn)的探查，一般采用夾鉗法或感應(yīng)法；對(duì)于單根埋設(shè)方式的，采用極大值定位就可以滿足精度要求，對(duì)于多根埋設(shè)的，采用70%的異常寬度定深；對(duì)于管塊埋設(shè)方式的，其隱蔽點(diǎn)探測采用“等效差值”法進(jìn)行定位、定深。

⑵ 給水管線的探測方法。探查給水管線時(shí)，其材質(zhì)是金屬的，有明顯管線點(diǎn)并有接地條件的地段均采用直連法（主要采用33KHz）探測，沒有接地條件的管段采用感應(yīng)法探測；當(dāng)給水管線材質(zhì)是砼、燃?xì)夤芫€材質(zhì)是塑膠時(shí)，一般采用探槽開挖、釬探以及收集管線資料等來進(jìn)行推測定位、定深。

⑶ 復(fù)雜條件下的探測方法。當(dāng)兩條平行管道相距較近時(shí)，一般難以區(qū)分為兩個(gè)異常信號(hào)，此時(shí)采用選擇激發(fā)法，突出欲測管線的信號(hào)。遇到多種管線交叉或上下重疊的情況，采用選擇性激發(fā)和差異性激發(fā)對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。

確定管道的預(yù)留口位置技術(shù)難度較大，根據(jù)多年的探測和開挖驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)，我們確定預(yù)留口的原則是：沿管線正上方移動(dòng)儀器接收機(jī)，在信號(hào)出現(xiàn)明顯衰減時(shí)，適當(dāng)調(diào)控增益至滿格，繼續(xù)前行，當(dāng)儀器信號(hào)衰減至滿格的70%時(shí)定點(diǎn)，同時(shí)用儀器直讀定深法驗(yàn)證：即沿管線走向每5cm測定深度，在測定深度出現(xiàn)變化處即為該預(yù)留口點(diǎn)位。

所以通過各種物探方法基本可以探測地下管線在現(xiàn)場的平面投影位置，并用油漆在地上標(biāo)注拐點(diǎn)、三通、分支點(diǎn)、直線點(diǎn)、變徑點(diǎn)等各種特征點(diǎn)點(diǎn)號(hào)和測量標(biāo)志，然后用全站儀測得各探測點(diǎn)的平面坐標(biāo)及地面高程。地下管線探測是一項(xiàng)復(fù)雜、繁瑣的多專業(yè)、多工序工作，且要求各專業(yè)、各工序緊密協(xié)作，環(huán)環(huán)相扣，既要遵循行業(yè)規(guī)范、規(guī)定的要求，又要不斷摸索，大膽創(chuàng)新，采用多種手段及綜合方法進(jìn)行確定、驗(yàn)證。

結(jié)束語：我國應(yīng)用GIS技術(shù)到城市的地下管線建設(shè)中，會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益，而且具有非常大的發(fā)展?jié)摿Γm我國現(xiàn)階段的地下管線技術(shù)發(fā)展還不太完備，但是我們要相信地下管線技術(shù)的發(fā)展前途會(huì)一片光明，符合社會(huì)發(fā)展的需要。

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